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1、单片机原理与应用课程设计报告直流电机 PWM 波调速的设计与制作要求：一、功能要求1、实现利用 PWM 波控制直流电机的转速2、用数码管显示 PWM 波的输出占空比；3、用数码管显示直流电机的转速标志；4、实现对直流电机的速度调制；二、设计过程要求1、查阅资料确定设计方案；2、对设计方案进行仿真验证；3、选择合适的元器件，搭建电路实验验证效果4、画出 PCB 图； 5、书写设计报告； 6、答辩。三、设计报告要求设计报告主要包括：题目、内容和要求、总体方案和设计思路、仿真电路图、软件设计、仿真调试效果、实验测试效果图、PCB图、心得体会。姓名：谭德兵学号：1886100112专业：电子科学与技术
2、班级：10级01班成绩：评阅人：安徽科技学院理学院物电系实验设计目的1、掌握脉宽调制的方法；2、用程序实现脉宽调制，并对直流电机进行调速控制；3、学习用LM339内部四个电压比较器产生锯齿波、直流电压、PWM脉宽；4、掌握脉宽调制 PWM 控制模式；5、掌握电子系统的一般设计方法；6、培养综合应用所学知识来指导实践的能力；7、掌握常用元器件的识别和测试，熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法进一步掌 握制版、电路调试等技能。二、 实验设计设备单片机开发板，单片机最小系统 ，驱动器，直流电机，连接导线等三、 实验设计原理1) 设计总体方案总体设计模块1、STC89C52本设计运用单片机芯片STC8
3、9C52，通过控制单片机输出引脚P1.7输出的高低电平的延 时时间长短来达到控制电机的目的,运用单片机定时器/计数器1对光电编码盘产生的冲进行 计数，将所得到的数值送到P0 口显示。8051 单片机引脚描述P10140K ccP1.1239_P(WPh338二IP1P13437二 PgP1.4536二 PP1.5635二IP(MP1.6734PgP1.788031sns 133二 PgRSTPDL9UIL8751320.7rxd/p301031EA/VppTXD/P3.11130二 ALEPROGINTQ/P3 21229二 PSENINT/Pm 3132S二|卩2.7TO/P3.41427二
4、 P/Tig1526ZPi.51625二 P2 4rd/p371724二|P叮xtal21823二卩軽XTAL1922二|Pzivss2C21二 0电源引脚Vcc和Vss : Vcc：电源端，接+5V, Vss：接地端。 时钟电路引脚XTAL1和XTAL2： XTAL1 :接外部晶振和微调电容的一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输入，若使用外 部TTL时钟时，该引脚必须接地。 XTAL2 :接外部晶振和微调电容的另一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输出，若使 用外部TTL时钟时，该引脚为外部时钟的输入端。地址锁存允许ALE:系统扩展时，ALE用于控制地址锁存器锁存P0 口输出的低8位地址， 从
5、而实现数据与低位地址的复用。外部程序存储器读选通信号PSEN： PSEN是外部程序存储器的读选通信号，低电平有效。程序存储器地址允许输入端EA /VPP :当EA为高电平时，CPU执行片内程序存储器指 令，但当PC中的值超过OFFFH时，将自动转向执行片外程序存储器指令。当EA为低电平时，CPU 只执行片外程序存储器指令。复位信号RST：该信号高电平有效，在输入端保持两个机器周期的高电平后，就可以完成复位操作。输入/输出端口引脚P0，P1，P2和P3：P0 口（P0.0P0.7）：该端口为漏极开路的8位准双向口，它为外部低8位地址线和8位数 据线复用端口，驱动能力为8个LSTTL负载。P1 口
6、（P1.0P1.7）：它是一个内部带上拉电阻的8位准双向I/O 口，P1 口的驱动能力为4 个 LSTTL 负载。P2 口（P2.0P2.7）：它为一个内部带上拉电阻的8位准双向I/O 口，P2 口的驱动能力也为 4个LSTTL负载。在访问外部程序存储器时，作为高8位地址线。P3 口（P3.0P3.7）：为内部带上拉电阻的8位准双向1/0 口，P3 口除了作为一般的I/O 口使用之外，每个引脚都具有第二功能。2、驱动电路（1）、本实验用的是达林顿反相驱动器 ULN2803;ULN2803: 达林顿反相驱动器。（元件图）1 2 J 4 5 6 7 S B B B B B B B B M1 2 3
7、 至 5 6 7 8 tCCCCCCCCO1 2 3 456 7 E CULN2803: 达林顿反相驱动器八路 NPN 达林顿连接晶体管阵系列特别适用于低辑电平数字电路（诸如 TTL, CMOS 或PMOS/NMOS）和较高的电流/电压要求之间的接口，广泛应用于计算机，工业用和 消费类产品中的灯、继电器、打印锤或其它类似负载中。所有器件具有集电极开路输 出和续流箱位二极管，用于抑制跃变ULN2803的设计与标准TTL系列兼容，而ULN2804 最适于6至15伏高电平CMOS或PMOS。主要特点：达林顿管驱动器包含8个NPN达林顿管高耐压，大电流器件编号:ULN2803封装类型:AP=DIP18
8、,AFW=SOL18无铅/RoHS认证输出击穿电压: 50(V) 输出电流: 500(mA)输入电阻：2.7k(Q)推荐输入电压：5(V)温度范围:-40C+85 C包装规格:AFW:Tape&Reel|不要超过每个驱动器的电流的限制13 锁存器连接及数码管显示电路(1)、74HC573 锁存器 本实验利用此锁存器控制数码管的位选和段选 74HC573: 八进制 3 态非反转透明锁存器一畑M 119MDIis DIn-OS虻.i16蔗D4-615Q4r9 4一 2s1306E7-g1207END-rso11LE74HC573OE_120VCC1D2191Q2D3182Q3D4173Q4D516
9、4Q5D6155Q6D7146Q7D8137Q8D9128QGND1011LE74HC573引脚图1脚三态允许控制端低 电平有效1D8D为数据输入端1Q8Q为数据输出端LE为锁存控制端特性：高性能硅门 CMOS 器件SL74HC573跟LS/AL573的管脚一样。器件的输入是和标准 CMOS输出兼容 的；加上拉电阻，他们能和 LS/ALSTTL 输出兼容。当锁存使能端LE为高时，这些器件的锁存对于数据是透明 的(也就是说输出同步)。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被 锁存。xu36755X出能直接接到 CMOS, NMOS和TTL接口上xu25805X 作电压范围：2.0V6.
10、0V;；x u20302X 输入电流：I.OuAxCMOS 器件的高噪声抵抗特性（2）、数码管显示本实验用的是7SEG-MPX6-CC型号数码管； 数码管的第一位显示的是电机转速标识，第二、三位显示的是PWM波的占空比；4. 按键电路加速按键、减速按键分别接单片机的 P3.6 和 P3.7 口以达到控制电机转速的目的； 两按键接到单片机上都是低电平有效；2） 实验设计思路（1）PWM 波PWM（Pulse Wid th Modula tion）简称脉宽调制。即通过改变输出脉冲的占空比，实现 对直流电机进行调速控制。PWM 一种按规律改变的脉冲序列的脉冲宽度，调节输出量和波形的一种调制方式，常
11、用的是矩形波PWM信号，在控制时需要调节PWM波的占空比。占空比是指高电平（VH）持续时间在一个周期内的百分比。控制电机转速时，占空比 越大，速度越快,占空比达到 100%，速度最快。通过控制单片机上输出不同占空比的PWM波信号来控制直流电机的转速。实验线路图：PPA1.A+IIIITA-3） 实验元器件AT89C52、74HC573锁存器、ULN2803达林顿反相驱动器、直流电机、电阻、电源（VCC）、数码管（7SEG-MPX6-CC）四、 实验设计程序程序流程图（二）、程序源代码（C语言）#include#define uchar unsigned charsbit dula=P2A6;s
12、bit wela=P2A7;sbit dianji=P1A7;sbit jia_key=P3A6;sbit jian_key=P3A7;数码管显示段选i/0 口定义数码管显示位选I/O 口定义 控制电机I/O 口定义/加速键/减速键uchar num=0,show_num=1,gao_num=1,di_num=3;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /数码管显示数据表 void delay(uchar i)/延时程序uchar j,k;for(j=i;j0;j-)for(k=500;k0;k-)
13、;/数码管显示函数/按键检测处理函数/消抖/加速键按下速度标志加1/已经达到最大 3，则保持/等待按键松开void display()dula=0;P0=tableshow_num;dula=1;dula=0;P0=0xfe;wela=1;wela=0;delay(5);P0=tablegao_num;dula=1;dula=0;P0=0xfd;wela=0;wela=1;delay(5);P0=tabledi_num;dula=1;dula=0;P0=0xfb;wela=0;wela=1;delay(5);P0=table0;dula=1;dula=0;P0=0x3f;wela=0;wela=1;delay(5);void key()if(jia_key=0)delay(5);if(jia_key=0)num+;if(num=4)num=3;while(jia_key=0);if(jian_key=0)delay(5);if(jian_key=0)if(num!=0)/减速
